「科研干货」Materials Studio「15」教你分析分子动力学计算结果

今天讲解：分析分子动力学计算结果

径向分布函数(Radial distribution function, RDF)：通过径向分布函数可以分析各粒子之间的作用关系和微观分 布情况。径向分布函数是中心粒子 A 附近 r 到 r+dr 壳层内，粒子 B 的空间概率分布，也可以理解为粒子 B 区域数密度和平均数密度之比。

dN 是中心粒子 r 到 r+dr 壳层内粒子 B 的数量;ρ 为粒子 B的数密 度。RDF 可以用于研究各粒子间的堆积情况，对于长程作用，随着距离的增加， RDF曲线会逐步平缓，最终趋于定值。当粒子B与中心粒子A距离足够时，RDF 趋于 1。

均方根位移(Mean Square Displacement, MSD)：液体和气体分子不会待在一个固定位置，而是不停移动的。MSD 均方位移的量与原子的扩散系数存在对应关系。

扩散系数D为MSD-t曲线斜率的1/6，可以通过MSD计算出D

相对浓度(relativeconcentration, RC)是指特定法线方向距离r附近，A粒子数密度与体系内该粒子总数密度的比值。相对浓度曲线可以用

于分析盒子内各粒子的密度分布信息。

ρr为在 r 处 A 粒子的相对浓度，ρi 为 r 处附近区域的 A 粒子数密度， ρtotal 为 A 粒子在盒子内的总数密度。

分析溶液中氧原子-氢原子的径向分布函数

1.选中体系中所有氧原子，edit sets，命名为Ow；选中所有氢原子，sets命名为Hw

2.Forcite-Analysis中选择Radial distribution function。Sets第一个空格为RDF的中心参考原子，选择Ow；第二个空格为周边原子，选择为Hw。

3.点击Structure右边的…按钮，选择后续平衡帧进行分析(可参考温度，选择温度平衡后的帧)。

4.点击Analyze，产生RDF的数据，导出csv格式。

接下来分析溶液中水分子的相对浓度曲线

1.选中体系中所有水分子，edit sets，命名为H2O

2.Forcite-Analysis中选择Concentration profile。选择后续平衡帧进行分析。Sets空格中选H2O，点击Analyze，产生数据，导出csv格式。

最后分析溶液中水分子的键长分布情况

1.打开水分子模型，量出水分子的键长，选中键长。一定是选中键长，不是键。打开动力学的xtd文件，再点击Edit-Find patterns，Pattern document中选择刚才那个水分子模型，点击Find，软件自动量出所有分子的键长，点击New Sets，命名为Length。

2.Forcite-Analysis中选择Length distribution，Sets选择Length，选择平衡帧后，点击Analyze。

3.键角分析与之类似，量出键角，选择角度，Find patterns，后面再选择Angle distribution分析即可。

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